新高考生物一轮复习精品讲义第10讲 细胞的增殖（含解析）

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[高中生物一轮复习教学讲义 必修1]第10讲  细胞的增殖考点一 细胞生长和增殖的周期性1．限制细胞大小的主要原因(1)生物体生长的原因：一是细胞的生长，二是细胞的分裂。(2)细胞不能无限长大的原因①细胞的表面积与体积比：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率越低。细胞相对表面积与体积的关系限制了细胞的长大。②细胞的核质比：细胞核所控制的细胞质范围有一定的限度，细胞核中的DNA不会随细胞体积的扩大而增加。细胞的核质比限制了细胞的生长。注意说明：细胞并不是越小越好，细胞体积的最小限度是由完成细胞功能所必需的墓本结构(如核糖体)和物质(如酶)所需要的空间决定的。卵细胞与体细胞不同，卵细胞大小往往不受表面积与体积之比的限制，其原因是卵细胞的细胞质中储存了大量的养料以满足早期胚胎发育所需，它与周围环境的物质交换较少。2．细胞增殖的周期性(1)概念：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。(2)图解：G2期进行RNA和蛋白质的合成，特别是微管蛋白的合成。拓展：细胞周期的不同表示方法方法名称表示方法说明扇形图A→B→C→A为一个细胞周期直线图a+b或c+d为一个细胞周期坐标图a+b+c+d+e为一个细胞周期
直方图B组DNA含量在2N~4N之间，说明细胞正处于DNA复制期；C组细胞中DNA含量已经加倍说明细胞处于G2期或M期考点二 细胞的有丝分裂和无丝分裂1．有丝分裂各分裂期的特点时期分裂图像特点植物细胞动物细胞间期①完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，形成染色单体②细胞适度生长③动物细胞中心体复制前期①染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体②植物：细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体(动物：中心体发出星射线，形成纺锤体)③核仁逐渐解体，核膜逐渐消失④染色体散乱分布于纺锤体中央中期①纺锤丝牵引染色体运动，使其着丝点排列在赤道板上②染色体形态稳定，数目清晰，便于观察后期①着丝点分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍②子染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极末期①染色体变成染色质丝，纺锤丝消失②核膜、核仁出现，形成两个新的细胞核③植物：赤道板位置出现细胞板，逐渐扩展为细胞壁(动物：细胞膜向内凹陷，细胞质缢裂成两部分，一个细胞分裂成两个细胞)注意说明(1)细胞有丝分裂过程中，细胞核内的染色体是均分的，但细胞器的分配是随机的，各种细胞器的增生发生在间期。(2)细胞分裂间期，可以发生DNA的复制、转录、翻译过程，在分裂期由于染色质高度螺旋变成染色体而无法解旋，所以在分裂期只能进行翻译。(3)后期着丝点是自动分裂的而与纺锤丝的牵引无关。若用秋水仙素抑制纺锤体的形成，没有纺锤丝的牵引，细胞中染色体的数目仍可加倍。(4)赤道板与细胞板的区别：赤道板不是细胞结构，是一假想平面，在光学显微镜下看不到；细胞板是一真实结构，光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期。2．与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用细胞器名称细胞类型活动活跃的时期生理作用核糖体动、植物整个细胞周期，但主要是间期有关蛋白质的合成中心体动物、某些低等植物前期纺锤体的形成高尔基体植物末期细胞壁的形成
线粒体动、植物整个细胞周期提供能量3．有丝分裂的意义将亲代细胞的染色体经过复制，精确地平均分配到两个子细胞中，在亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性，对于生物的遗传具有重要意义。4．动植物细胞有丝分裂异同点比较比较类别　不同点相同点是否有中心体复制有丝分裂过程间期分裂期前期：纺锤体形成机制不同末期：细胞质分裂方式不同高等植物细胞无　染色体完成复制染色体平均分配到两个子细胞中动物细胞有染色体完成复制染色体平均分配到两个子细胞中5．有丝分裂过程中DNA含量、染色体数、染色单体数、每条染色体上DNA含量的变化曲线及曲线变化的原因模型变化原因规律分析a→b：间期DNA复制c→d：末期DNA随染色体平均分配到两个子细胞中①间期DNA分子复制使DNA含量加倍，但染色体没有加倍，而是每条染色体上含有2条姐妹染色单体；②染色体加倍发生在后期着丝点分裂时；③DNA和染色体数目减半的原因相同g→h：后期着丝点分裂i→j：末期染色体平均分配到两个子细胞中m→n：间期DNA复制染色单体形成，每条染色体上的DNA分子数变为2，染色单体出现在G2期p→q：后期着丝点分裂，染色单体消失，每条染色体上的DNA分子数变为16．在分裂过程中不出现染色体和纺锤丝的变化，因此叫无丝分裂。(1)过程：
细胞核延长→核中央向内凹陷→缢裂成两个细胞核→整个细胞向中央凹陷→缢裂成两个子细胞。(2)特点：整个分裂过程中没有出现纺锤体和染色体的变化，无核膜、核仁周期性地消失和重建，但是DNA仍需要经过复制并平均分配到两个子细胞中。(3)实例：蛙的红细胞。考点三  (实验)　观察植物细胞有丝分裂1．实验原理(1)植物的分生组织细胞有丝分裂较为旺盛，如根尖分生区、茎尖生长点等。(2)有丝分裂各个时期细胞内染色体的行为变化不同，根据各个时期内染色体的变化情况，判断这些细胞处于有丝分裂的哪个时期。(3)细胞核内的染色体容易被碱性染料(如龙胆紫溶液)染色，以便于观察。2．目的要求(1)制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片(2)观察植物细胞有丝分裂的过程，识别有丝分裂的不同时期，比较不同时期的时间长短。(3)绘制植物细胞有丝分裂简图。3．材料用具(1)生物材料：洋葱(可用葱、蒜代替)。(2)用具：显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，剪子，镊子，滴管，洋葱根尖细胞有丝分裂固定装片。(3)试剂：质量分数为15%的盐酸，体积分数为95%的酒精，质量浓度为0.01g·mL-1或0.02 g·mL-1的龙胆紫溶液(将龙胆紫溶解在质量分数为2%的醋酸溶液中配制而成)或醋酸洋红液。4．实验流程流程操作步骤说明根尖培养实验前3~4 d，将洋葱放在广口瓶上，洋葱底部接触清水，放置温暖处，常换水，待根长约5 cm时取用装片制作取材 剪取根尖2~3 mm(注意取材时间)解离解离液：质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1∶1体积比混合；时间：3~5 min；目的：使组织中的细胞相互分离开来漂洗漂洗液：清水；时间：约10 min；目的：洗去解离液，防止解离过度
 染色染色液：龙胆紫溶液或醋酸洋红液；时间：3~5 min；目的：使染色体(或染色质)着色制片用镊子将处理过的根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，再在上面加一片载玻片；用拇指轻压，使细胞分散开观察先低倍镜观察：找到分生区细胞(方形、排列紧密)；后高倍镜观察：找出各时期细胞，观察各时期染色体的形态和分布特点并记录各时期的细胞数目绘图中期细胞绘图要点：植物细胞形态近方形，着丝点排列在赤道板上；有染色单体、纺锤体，无核膜、核仁和中心体实验注意事项①剪取生长旺盛、带有分生区的根尖，剪取长度不宜过长，剪取的时间一般在上午10点至下午2点左右，此时分生区细胞分裂旺盛。②解离所用药液是由质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1∶1混合而成的，其作用是使组织中的细胞相互分离开来。③解离时间应严格控制。解离时间过短，细胞在压片时不易分散开；时间过长，解离过度，无法取出根尖进行染色和制片。④漂洗所用的液体是蒸馏水，其作用是洗去解离液，防止解离过度。先漂洗后染色，顺序不能颠倒，否则解离液中的盐酸会干扰染色效果。⑤染色时，染液的浓度和染色时间必须掌握好。染色不能过深，否则视野下会一片紫色，无法观察细胞图像。⑥压片时用力必须恰当。用力过重会将组织压烂，压碎盖玻片；用力过轻则细胞未分散开，二者都将影响观察。⑦在解离过程中细胞已被盐酸杀死(龙胆紫溶液或醋酸洋红液使染色体着色，表明细胞已丧失生物活性，生物膜已不具选择透过性)，因此，显微镜下观察到的都是死细胞，不能看到细胞分裂的动态变化。若视野中找不到处于某一时期的细胞，可通过移动装片从邻近的区域中寻找。⑧一个细胞周期的分裂间期经历时间长，分裂期经历时间短，所以在观察细胞有丝分裂时大多数细胞都处于分裂间期。⑨在观察细胞的有丝分裂时，应选取分裂期相对较长的细胞作为实验材料，这样比较容易观察到处于不同分裂时期的细胞图像。⑩中期染色体形态稳定、数目清晰，是观察的最佳时期。概念区分(1)根尖和分生区不是同一概念。根尖长度一般选5 cm左右，而分生区只在其最前端的2～3 mm(包藏于根冠之下)内，只有分生区细胞才进行细胞分裂。实验时剪取3 mm左右即可，不能过长，否则看到的大多数是伸长区的细胞。先在低倍镜下找到分生区细胞，其特点是细胞呈正方形，排列紧密；再换用高倍镜。若找到长方形细胞，则观察到的是不再分裂的伸长区细胞(见右图)。
 

1．如图是高等动物的细胞周期示意图，图1中①~⑥表示细胞周期的不同时期，其中③~⑥表示分裂期；图2表示蛋白A、B、D、E在细胞周期中表达量的变化情况。下列有关叙述错误的是              (　　)                                图1                         图2A．G1期和②时期均可进行转录和翻译过程，①时期的细胞中蛋白A含量逐渐增加B．⑤时期会出现染色体数目加倍，⑥时期细胞缢裂分为两个细胞C．蛋白E和蛋白B都能周期性地合成和分解，且功能相同D．③时期染色质丝螺旋缠绕形成染色体，蛋白A可能是染色体的组成成分[答案]C．[解析]本题设立了细胞周期中各种蛋白表达量的变化情况这一情境，要求考生能够根据题图中的信息，对具体的生命现象进行预测和解释，体现了科学思维这一核心素养。分析图1、图2可知，G1期表示间期中的DNA复制前期，主要进行RNA和蛋白质的合成，②时期表示间期中的DNA复制后期，还有RNA和蛋白质的合成，故G1期和②时期均可进行转录和翻译过程；①时期表示间期中的DNA复制期，蛋白A在该时期含量逐渐增加，A正确。⑤时期代表有丝分裂后期，姐妹染色单体分开成为两条子染色体，故染色体数目加倍；⑥时期代表有丝分裂末期，细胞缢裂成两个子细胞，B正确。蛋白E和蛋白B都能周期性地合成和分解，但在有丝分裂的不同时期起作用，参与的生理过程不同，功能也不同，C错误。③时期表示有丝分裂前期，染色质丝螺旋缠绕形成染色体，②时期细胞已完成DNA复制，而蛋白A在此时含量达到最大，在③时期迅速降低，说明蛋白A可能是组成染色体的蛋白，D正确。2．果蝇体细胞中有8条染色体，下列说法正确的是(　　)A．有丝分裂后期，细胞每一极都有4条染色体B．有丝分裂中期染色单体和染色体均为8条C．有丝分裂后期核DNA分子数与染色体数相同D．有丝分裂末期细胞中央可以观察到细胞板[答案]C．[解析]有丝分裂后期，由于着丝点分裂，果蝇体细胞中有16条染色体，在细胞的两极各有8条染色体，A项错误；有丝分裂中期，果蝇体细胞中染色体为8条，染色单体为16条，B项错误；有丝分裂后期着丝点分裂，染色体数目加倍，核DNA分子数与染色体数相同，C项正确；植物细胞在有丝分裂末期会形成细胞板，而动物细胞在有丝分裂末期不会形成细胞板，D项错误。3．有丝分裂过程中，不仅有细胞核与染色体的变化，多种细胞器也参与了分裂过程。下列关于细胞器作用的叙述错误的是(　　)
A．细胞分裂所需的全部能量均由线粒体提供B．分裂间期核糖体上合成了组成染色体的蛋白质C．动物细胞分裂前期，两组中心粒之间发出星射线形成纺锤体D．植物细胞分裂末期，高尔基体参与形成细胞壁[答案]A．[解析]有丝分裂所需要的能量主要由线粒体提供，但也可由细胞质基质提供，A错误；细胞分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，而蛋白质是组成染色体的主要成分之一，核糖体是蛋白质合成的场所，B正确；动物细胞分裂前期，两组中心粒之间发出星射线形成纺锤体，C正确；植物细胞分裂末期，在赤道板的位置出现细胞板，细胞板由细胞中央向四周扩展，逐渐形成新的细胞壁，在此过程中有高尔基体参与，D正确。4．如图1和图2表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系，下列有关叙述错误的是(　　)                                图1                                  图2A．观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的CD段B．图1中DE段的细胞染色体数目加倍，但核DNA含量不变C．图2中a对应图1中的AB段，c对应图1中的EF段D．有丝分裂过程不会出现图2中d所示的情况[答案]C．[解析]有丝分裂中期，染色体形态稳定、数目清晰，是观察染色体形态和数目的最佳时期，对应图1的CD段，A正确；图1中DE段形成的原因是着丝点分裂，此时细胞中染色体数目加倍，但核DNA含量不变，B正确；图2中a表示有丝分裂后期，对应图1中的EF段，c可表示G1期，对应图1中的AB段，C错误；图2中d表示染色体∶DNA=2∶1，这种情况不存在，D正确。5．某科学家用培养基(其中的T和U被放射性同位素标记)培养蚕豆根尖分生区细胞，观察其有丝分裂，已知蚕豆有丝分裂周期为17.3小时，根据这两种碱基被细胞利用的速率绘制的曲线如图所示。下列对此结果的分析，错误的是(　　)A．b点对应时刻，细胞正大量合成RNAB．d点对应时刻，细胞中DNA含量达到最大值C．ce段，细胞中染色体数目不会改变D．在显微镜下，处于ae段的细胞数目最多
[答案]B．[解析]在b点对应时刻，细胞大量利用尿嘧啶核糖核苷酸，说明细胞正大量合成RNA，A正确；d点对应时刻，细胞大量利用胸腺嘧啶脱氧核苷酸，说明此时刻细胞内DNA合成的速率最大，不能说明细胞中DNA含量达到最大值，B错误；ce段处于有丝分裂间期，细胞中染色体数量不变，C正确；在有丝分裂的细胞周期中，分裂间期的时间长，在显微镜下观察到的细胞数目最多，D正确。6．下列是以洋葱为材料进行实验的相关叙述，正确的是(　　)A．经染色后，在高倍镜下能观察到低温诱导洋葱细胞染色体数目加倍的过程B．经染色后，在高倍镜下能观察到洋葱根尖分生区多数细胞的染色体C．洋葱鳞片叶细胞在发生质壁分离复原时，细胞的吸水能力逐渐降低D．内表皮经甲基绿吡罗红染色后，能观察到细胞中大部分区域呈绿色[答案]C．[解析]低温诱导植物染色体数目的变化实验中，对根尖细胞进行固定后细胞即死亡，无法观察到细胞染色体数目加倍的过程，A错误；洋葱根尖分生区细胞大多数处于有丝分裂间期，还没有形成形态可辨的染色体，B错误；质壁分离复原过程中，随细胞吸水，细胞液浓度逐渐降低，细胞的吸水能力逐渐降低，C正确；洋葱内表皮细胞有大液泡，几乎占据了整个细胞，经甲基绿吡罗红染色后，少部分含有DNA的区域才呈现绿色，D错误。7．酒精和盐酸是生物实验中常用的试剂。下列有关说法正确的是(　　)A．脂肪鉴定过程中需用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精1:1混合洗去浮色B．用盐酸处理染色质能促进DNA与吡罗红结合C．经低温培养的洋葱根尖用卡诺氏液固定后，需用体积分数为95%的酒精冲洗D．在观察植物细胞有丝分裂的实验中，酒精和盐酸混合液主要起固定作用[答案]C．[解析]脂肪鉴定过程中需用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色，A错误；用盐酸处理染色质可使DNA与蛋白质分离，便于DNA与甲基绿结合，B错误；经低温培养的洋葱根尖用卡诺氏液固定后，需用体积分数为95%的酒精进行冲洗，C正确；在观察植物细胞有丝分裂的实验中，盐酸和酒精混合液作为解离液，主要起解离作用，可使组织中的细胞相互分离，D错误。8．下列有关生物学实验操作的叙述，正确的是(　　)A．脂肪鉴定实验中，需用体积分数为50%的酒精溶液溶解组织中的脂肪B．观察DNA、RNA在细胞中的分布实验中，需用体积分数为95%的酒精冲洗盐酸C．观察根尖分生组织细胞有丝分裂实验中，需用清水漂洗解离后的根尖D．低温诱导细胞染色体加倍实验中，需用清水冲洗卡诺氏液[答案]C．[解析]本题主要考查“冲洗”或“漂洗”试剂的选择和操作目的。脂肪鉴定实验中，需用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色，A错误。观察DNA、RNA在细胞中的分布实验中，
需用蒸馏水的缓水流冲洗多余的盐酸，B错误。观察根尖分生组织细胞有丝分裂实验中，需用清水漂洗解离后的根尖，C正确。低温诱导细胞染色体加倍实验中，需用体积分数为95%的酒精冲洗卡诺氏液，D错误。